一種杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)，屬于航天領(lǐng)域。該系統(tǒng)解決目前存在的星球表面復(fù)雜地理環(huán)境下四輪車易發(fā)生的整體顛覆、爬坡障礙、陷入坑洼表面以及車體笨重作業(yè)、能源消耗多、適應(yīng)能力弱、占用空間大阻礙探測任務(wù)的實施等問題。第一車體(1-1)的一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼(6)，第一車體(1-1)的另一側(cè)通過二個中間連接折疊機構(gòu)(8)與第二車體(1-2)的一側(cè)折疊連接，第二車體(1-2)的另一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼(6)，第一車體(1-1)通過一對滾動軸銷(9)和釘槽(15)和第二車體(1-2)可拆卸連接，承載板車體(1)下端面上均布裝有四個雙輪移動機構(gòu)。本發(fā)明用于載人月球車。
【專利說明】一種杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)，屬于航天領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]該構(gòu)型應(yīng)用于星球表面崎嶇不平地形環(huán)境的載人探測車，具有較強的復(fù)雜地形適應(yīng)能力、突出的越障起坡能力、良好的結(jié)構(gòu)整體可靠性以及便捷的折疊節(jié)省空間能力。車體行進平穩(wěn)，便于工況輕量化。目前應(yīng)用較多的為六輪車構(gòu)型，六輪車構(gòu)型的連接構(gòu)件以及運動副較多，整體可靠性能較差、控制系統(tǒng)復(fù)雜、越障能力弱且能量消耗較大，不宜采用。而一般的四輪車構(gòu)型在復(fù)雜的地面狀況下易發(fā)生爬坡障礙、產(chǎn)生顛覆、陷入車轍等情況。杠桿側(cè)移動減震四輪車在爬坡越障時車體的結(jié)構(gòu)整體保持較為穩(wěn)定，可減緩地形凸起或凹陷對車部件之間的剛性撞擊產(chǎn)生的影響。同時，該構(gòu)型的折疊設(shè)計可以減少地面空間占用，優(yōu)化立體空間使用，易于存儲和移動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)，以解決目前存在的星球表面復(fù)雜地理環(huán)境下四輪車易發(fā)生的整體顛覆、爬坡障礙、陷入坑洼表面以及車體笨重作業(yè)、能源消耗多、適應(yīng)能力弱、占用空間大阻礙探測任務(wù)的實施等問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:所述系統(tǒng)包括承載板車體、二個中間連接折疊機構(gòu)、四個雙輪移動機構(gòu)和四個杠桿式同軸套筒彈簧機構(gòu)，承載板車體由第一車體和第二車體構(gòu)成，第一車體的一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼，第一車體的另一側(cè)通過二個中間連接折疊機構(gòu)與第二車體的一側(cè)折疊連接，第二車體的另一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼，第一車體通過一對滾動軸銷和釘槽和第二車體可拆卸連接，承載板車體下端面上均布裝有四個雙輪移動機構(gòu)；
[0005]每個雙輪移動機構(gòu)包括四個聯(lián)動軸、車輪軸套環(huán)和二個獨立轉(zhuǎn)向驅(qū)動的輪體，每個聯(lián)動軸的下端連接兩個獨立轉(zhuǎn)向驅(qū)動的輪體，每個聯(lián)動軸的上端通過兩個銷釘固接到車輪軸套環(huán)上，每個車輪軸套環(huán)固接在杠桿板上，橫向擋板槽鋼的兩個伸出端分別與杠桿板的一端通過滾動鉸連接副連接，第一車體的彎折部位固裝一個橫向擋板槽鋼，第二車體的彎折部位固裝另一個橫向擋板槽鋼；
[0006]每個杠桿式同軸套筒彈簧機構(gòu)包括四個同軸套筒彈簧和杠桿板，
[0007]每個同軸套筒彈簧的一端與杠桿板的中間部分連接，每個同軸套筒彈簧的另一端固接在直角型槽鋼的斜面上，直角型槽鋼與杠桿板之間設(shè)有二個同軸套筒彈簧，每個直角型槽鋼與杠桿板的外側(cè)壁保持平行，直角型槽鋼的直角面在第一車體和第二車體折疊狀態(tài)下接合，同時與車輪軸套環(huán)的接合面共面；折疊機構(gòu)焊接一對滾動軸銷和釘槽，一對滾動軸銷和釘槽可拆卸連接；
[0008]承載板車體與杠桿板的外側(cè)壁所在平面垂直，橫向擋板槽鋼的兩個伸出端與杠桿板的外側(cè)壁共面，輪體轉(zhuǎn)動平面同時與承載板車體、杠桿板的外側(cè)壁所在平面相垂直，輪體在套筒彈簧的連接方式下增加一個額外自由度，每個同軸套環(huán)平行于承載板車體且垂直于聯(lián)動軸，聯(lián)動軸與銷槽對角點的連線距離小于等于滾動軸銷的旋轉(zhuǎn)半徑，兩枚銷釘與滾動鉸連接副共線且兩枚銷釘與滾動鉸連接副的連線與杠桿板的外側(cè)壁所在平面共面。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:一、杠桿式同軸套筒彈簧機構(gòu)通過內(nèi)置的同軸套筒承擔(dān)了上部荷載不平衡對彈簧產(chǎn)生的彎扭力矩。經(jīng)過爬坡或越障的過程時，機構(gòu)的彈簧通過杠桿板的外側(cè)壁類似于杠桿的幾何形變縮放功能將震顫過程產(chǎn)生的長距離位移向量縮減為一定比例的短距離位移，同時將大量的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。這種措施不僅減少了車體運動的慣性對整個車體剛性碰撞的力學(xué)作用和車體過度傾斜對承載人員舒適的降低程度，增加了柔性控制的可能性以及提升了整體結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)姿態(tài)可靠性。
[0010]二、折疊機構(gòu)的設(shè)計采用可控制的滾動軸可拆卸方式，這種方式在放松了一個彎折自由度，在維持了整體前進運動功能的可靠性的同時減少了前后兩部分共振作用的影響。滾動軸拆卸后機構(gòu)采用180度立體彎折，彎折后前側(cè)的車軸套環(huán)與后側(cè)的車軸套環(huán)接合。彎折后的結(jié)構(gòu)體在減少了底盤空間的占用的前提下拓展了立體空間的使用，這樣可以充分地利用儲運空間便捷的運輸和移動四輪車。
[0011]三、本發(fā)明運動結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，沒有冗雜的多自由度連接方式和運動副。經(jīng)過分析以及測試后的結(jié)果表明承載板整體剛度和運動穩(wěn)定性可以得到保證，越障爬坡等過程中內(nèi)側(cè)輪胎有側(cè)向附著剪切力，防止車體打滑或沉陷。從障礙物上駛下時，搖臂式杠桿自動回落，降低了控制的復(fù)雜性。
[0012]四、雙輪的結(jié)構(gòu)形式加大了上部承載的能力，較大的兩側(cè)輪距減少了沉陷的可能性。獨立轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機的使用增加了復(fù)雜轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)的可能性，封閉式輪轂的使用消除了輪體沙土閉塞的可能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)非折疊示意圖車體的前進方向沿前后兩側(cè)均可，圖2是車體整體結(jié)構(gòu)非折疊狀態(tài)下的俯視圖，圖3是車體整車結(jié)構(gòu)非折疊狀態(tài)下的側(cè)視圖，圖4本發(fā)明是車體結(jié)構(gòu)拆卸掉連接軸后折疊狀態(tài)下的示意圖，圖5是車體兩部分從連接部斷開后的一半車體的前視圖，圖6為半車體結(jié)構(gòu)前擋板槽鋼、承載板車體和減震結(jié)構(gòu)組合裝配的前視圖。

【具體實施方式】
[0014]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式系統(tǒng)包括承載板車體1、二個中間連接折疊機構(gòu)8、四個雙輪移動機構(gòu)和四個杠桿式同軸套筒彈簧機構(gòu)，承載板車體1由第一車體1-1和第二車體1-2構(gòu)成，第一車體1-1的一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼6，第一車體1-1的另一側(cè)通過二個中間連接折疊機構(gòu)8與第二車體1-2的一側(cè)折疊連接，第二車體1-2的另一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼6，第一車體1-1通過一對滾動軸銷9和釘槽15和第二車體1-2可拆卸連接，承載板車體1下端面上均布裝有四個雙輪移動機構(gòu)；
[0015]每個雙輪移動機構(gòu)包括四個聯(lián)動軸7、車輪軸套環(huán)5和二個獨立轉(zhuǎn)向驅(qū)動的輪體4，每個聯(lián)動軸7的下端連接兩個獨立轉(zhuǎn)向驅(qū)動的輪體4，每個聯(lián)動軸7的上端通過兩個銷釘14固接到車輪軸套環(huán)5上，每個車輪軸套環(huán)5固接在杠桿板11上，橫向擋板槽鋼3的兩個伸出端分別與杠桿板11的一端通過滾動鉸連接副13連接，第一車體l-ι的彎折部位固裝一個橫向擋板槽鋼3，第二車體1-2的彎折部位固裝另一個橫向擋板槽鋼3 ；
[0016]每個杠桿式同軸套筒彈簧機構(gòu)包括四個同軸套筒彈簧10和杠桿板11，
[0017]每個同軸套筒彈簧10的一端與杠桿板11的中間部分連接，每個同軸套筒彈簧10的另一端固接在直角型槽鋼6的斜面上，直角型槽鋼6與杠桿板11之間設(shè)有二個同軸套筒彈簧10，每個直角型槽鋼6與杠桿板11的外側(cè)壁2保持平行，直角型槽鋼6的直角面在第一車體1-1和第二車體1-2折疊狀態(tài)下接合，同時與車輪軸套環(huán)5的接合面共面；折疊機構(gòu)8焊接一對滾動軸銷9和釘槽15，一對滾動軸銷9和釘槽15可拆卸連接；
[0018]承載板車體1與杠桿板11的外側(cè)壁2所在平面垂直，橫向擋板槽鋼3的兩個伸出端與杠桿板11的外側(cè)壁2共面，輪體4轉(zhuǎn)動平面同時與承載板車體1、杠桿板11的外側(cè)壁2所在平面相垂直，輪體4在10套筒彈簧的連接方式下增加一個額外自由度，每個同軸套環(huán)5平行于承載板車體1且垂直于聯(lián)動軸7，聯(lián)動軸7與銷槽15對角點的連線距離小于等于滾動軸銷9的旋轉(zhuǎn)半徑，兩枚銷釘14與滾動鉸連接副13共線且兩枚銷釘14與滾動鉸連接副13的連線與杠桿板11的外側(cè)壁2所在平面共面。
[0019]【具體實施方式】二:結(jié)合圖6說明本實施方式，本實施方式的同軸套筒彈簧10包括擺臂式減震折片16、拉壓軸向彈簧17和彎矩軸向套筒18，拉壓軸向彈簧17套裝在套筒18的外部且套筒在拉壓軸向彈簧17內(nèi)可伸縮，拉壓軸向彈簧17和彎矩軸向套筒18的底部設(shè)有擺臂式減震折片16，該結(jié)構(gòu)可以有效地減緩側(cè)向震動，避免彎扭的作用方式，同時增加結(jié)構(gòu)的可靠性。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0020]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的每個杠桿板11在相對應(yīng)的輪體4以上部分加工為空心，該結(jié)構(gòu)可以使減震機構(gòu)輕量化，同時避免沙土等淤積減震結(jié)構(gòu)內(nèi)。其它實施方式與【具體實施方式】一相同。
[0021]工作原理:本發(fā)明通過四個獨立驅(qū)動轉(zhuǎn)向的車輪調(diào)整規(guī)避障礙物的方向，利用擺臂式杠桿側(cè)移動軸向套筒彈簧減震機構(gòu)減少起坡越障時對結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生的影響，機構(gòu)的彈簧通過杠桿的幾何形變縮放功能將震顫過程產(chǎn)生的長距離位移縮減為一定比例的短距離位移，同時將大量的震顫動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。該措施減少了車體運動的慣性對整個車體剛性碰撞的力學(xué)作用，減輕了車體過度傾斜對承載人員舒適的降低程度，增加了柔性控制的可能性以及提升了整體結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)姿態(tài)可靠性。折疊機構(gòu)的設(shè)計采用可控制的滾動軸可拆卸方式，這種方式在放松了一個彎折自由度，在維持了整體前進運動功能的可靠性的同時減少了前后兩部分共振作用的影響。滾動軸拆卸后機構(gòu)采用180度立體彎折，彎折后前側(cè)的車軸套環(huán)與后側(cè)的車軸套環(huán)接合。彎折后的結(jié)構(gòu)體在減少了底盤空間的占用的前提下拓展了立體空間的使用，這樣可以更加便捷的運輸和移動四輪車，減輕機構(gòu)負(fù)載設(shè)備的空間負(fù)擔(dān)。
【權(quán)利要求】
1.一種杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括承載板車體(I)、二個中間連接折疊機構(gòu)(8)、四個雙輪移動機構(gòu)和四個杠桿式同軸套筒彈簧機構(gòu)，承載板車體(I)由第一車體(1-1)和第二車體(1-2)構(gòu)成，第一車體(1-1)的一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼(6)，第一車體(1-1)的另一側(cè)通過二個中間連接折疊機構(gòu)(8)與第二車體(1-2)的一側(cè)折疊連接，第二車體(1-2)的另一側(cè)焊接兩個直角型槽鋼(6)，第一車體(1-1)通過一對滾動軸銷(9)和釘槽(15)和第二車體(1-2)可拆卸連接，承載板車體(I)下端面上均布裝有四個雙輪移動機構(gòu)； 每個雙輪移動機構(gòu)包括四個聯(lián)動軸(7)、車輪軸套環(huán)(5)和二個獨立轉(zhuǎn)向驅(qū)動的輪體(4)，每個聯(lián)動軸(7)的下端連接兩個獨立轉(zhuǎn)向驅(qū)動的輪體(4)，每個聯(lián)動軸(7)的上端通過兩個銷釘(14)固接到車輪軸套環(huán)(5)上，每個車輪軸套環(huán)(5)固接在杠桿板(11)上，橫向擋板槽鋼(3)的兩個伸出端分別與杠桿板(11)的一端通過滾動鉸連接副(13)連接，第一車體(1-1)的彎折部位固裝一個橫向擋板槽鋼(3)，第二車體(1-2)的彎折部位固裝另一個橫向擋板槽鋼⑶； 每個杠桿式同軸套筒彈簧機構(gòu)包括四個同軸套筒彈簧(10)和杠桿板(11)， 每個同軸套筒彈簧(10)的一端與杠桿板(11)的中間部分連接，每個同軸套筒彈簧(10)的另一端固接在直角型槽鋼(6)的斜面上，直角型槽鋼(6)與杠桿板(11)之間設(shè)有二個同軸套筒彈簧(10)，每個直角型槽鋼￠)與杠桿板(11)的外側(cè)壁(2)保持平行，直角型槽鋼(6)的直角面在第一車體(1-1)和第二車體(1-2)折疊狀態(tài)下接合，同時與車輪軸套環(huán)(5)的接合面共面；折疊機構(gòu)(8)焊接一對滾動軸銷(9)和釘槽(15)，一對滾動軸銷(9)和釘槽(15)可拆卸連接； 承載板車體⑴與杠桿板(11)的外側(cè)壁⑵所在平面垂直，橫向擋板槽鋼⑶的兩個伸出端與杠桿板(11)的外側(cè)壁(2)共面，輪體(4)轉(zhuǎn)動平面同時與承載板車體(I)、杠桿板(11)的外側(cè)壁(2)所在平面相垂直，輪體(4)在套筒彈簧(10)的連接方式下增加一個額外自由度，每個同軸套環(huán)(5)平行于承載板車體(I)且垂直于聯(lián)動軸(7)，聯(lián)動軸(7)與銷槽(15)對角點的連線距離小于等于滾動軸銷(9)的旋轉(zhuǎn)半徑，兩枚銷釘(14)與滾動鉸連接副(13)共線且兩枚銷釘(14)與滾動鉸連接副(13)的連線與杠桿板(11)的外側(cè)壁(2)所在平面共面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)，其特征在于:同軸套筒彈簧(10)包括擺臂式減震折片(16)、拉壓軸向彈簧(17)和彎矩軸向套筒(18)，拉壓軸向彈簧(17)套裝在套筒(18)的外部且套筒在拉壓軸向彈簧(17)內(nèi)可伸縮，拉壓軸向彈簧(17)和彎矩軸向套筒(18)的底部設(shè)有擺臂式減震折片(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿側(cè)移動減震四輪車載人月球車折疊系統(tǒng)，其特征在于:每個杠桿板(11)在相對應(yīng)的輪體4以上部分加工為空心。
【文檔編號】B60G17/00GK104309718SQ201410557976
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】李楠, 丁亮, 楊傳瀟, 鄧宗全, 高海波, 劉振 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)